(57)【要約】【課題】カソード基板から効率良く均一に電子を放出させることができる表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の表示装置の製造方法は、電界放出型の電子放出素子を含むカソード基板の製造工程として、基板上にカソード電極５を形成する第１の工程と、カソード電極５上に液状材料を吸収可能な吸収層２１を形成する第２の工程と、複数の炭素系針状物質１１を分散液に混合して得られる塗布材料を吸収層２１の上に塗布することにより、複数の炭素系針状物質２１を含むエミッタ層１０を形成する第３の工程とを有するもので、特に、第３の工程においては、塗布材料中の分散液を吸収層２１に素早く吸収させることで、炭素系針状物質１１の凝集を防止する。【選択図】        図６
2005019357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にカソード電極を形成する第１の工程と、
前記カソード電極上に液状材料を吸収可能な吸収層を形成する第２の工程と、
複数の炭素系針状物質を分散液に混合して得られる塗布材料を前記吸収層の上に塗布することにより、前記複数の炭素系針状物質を含むエミッタ層を形成する第３の工程と
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程において、前記カソード電極上に前記吸収層を多孔質に形成する
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程において、前記吸収層を絶縁性材料によって形成する
ことを特徴とする請求項１記載の表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程において、前記カソード電極上に多数の微粒子を積層することにより、前記吸収層を多孔質に形成する
ことを特徴とする請求項２記載の表示装置の製造方法。
【請求項５】
基板上に形成されたカソード電極と、
前記カソード電極上に形成されかつ液状材料を吸収可能な吸収層と、
複数の炭素系針状物質を用いて前記吸収層上に形成されたエミッタ層と
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
前記吸収層は多孔質構造を有する
ことを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
前記吸収層は絶縁性材料からなる
ことを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置の製造方法及び表示装置に係り、特に、電界放出型の電子放出素子をエミッタとして用いた平面型の表示装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空中におかれた金属等の導体あるいは半導体の表面に、ある閾値以上の電界を与えると、トンネル効果によって電子が障壁を通過し、常温時においても真空中に電子が放出される。この現象は電界放出（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）と呼ばれ、これによって電子を放出する素子は電界放出型素子（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれている。近年では、電界放出型の電子放出素子をエミッタとして用いたＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）が注目されている。ＦＥＤは、多数の電子放出素子がカソード基板上に半導体加工技術等を駆使して形成された表示パネルを備えるフラットディスプレイ装置（平面型の表示装置）である。このＦＥＤでは、電気的に選択（アドレッシング）された電子放出素子から電界の集中によって電子を放出させるとともに、この電子をアノード基板側の蛍光体に衝突させて、蛍光体の励起・発光により画像を表示している。
【０００３】
図１２は従来の表示装置（ＦＥＤ）の主要部の構成例を示す概略断面図であり、図１３はその概略斜視図である。図においては、カソード基板５１とアノード基板５２とが微小なギャップを介して対向状態に配置されている。カソード基板５１とアノード基板５２との間は真空状態に維持される。カソード基板５１は、ベース基板５３と、カソード電極５４と、抵抗層５５と、絶縁層５６と、ゲート電極５７、電子放出素子５８とを備えている。ゲート電極５７および絶縁層５６にはゲートホール５９が形成されている。そして、ゲートホール５９の底部にコーン形状（略円錐形）の電子放出素子５８が形成されている。この電子放出素子５８はスピント型エミッタとも呼ばれる。
【０００４】
一方、アノード基板５２は、ベース基板６０と、アノード電極６１と、蛍光体層６２とを備えている。アノード電極６１はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極からなるもので、蛍光体層６２は１画素分のエリア内に赤，緑，青の各色に対応する蛍光体を並べて配置したものである。
【０００５】
ここで、上記構成の表示装置（ＦＥＤ）の製造プロセスについて簡単に説明する。先ず、カソード基板５１を得るにあたっては、ベース基板５３上に、カソード電極５４、抵抗層５５、絶縁層５６およびゲート電極５７を蒸着法によって順に積層する。次に、フォトプロセス（フォトレジスト塗布、パターニング、エッチング）を施して、ゲート電極５７および絶縁層５６にゲートホール５９を形成した後、フォトレジストを除去する。
【０００６】
次いで、ベース基板５３を回転させながら、その基板面に対して斜め方向からアルミニウムなどを蒸着させることにより、ゲート電極５７の表面とその開口縁部にのみアルミニウムからなる剥離層を形成する。続いて、剥離層の上からエミッタ材料となる金属、例えばモリブデンを堆積させる。これにより、ゲートホール５９の開口径がモリブデンの堆積とともに徐々に小さくなり、最終的にゲートホール５９が完全に閉じられる。その結果、ゲートホール５９内にエミッタ材料（モリブデン）の堆積によってコーン形状の電子放出素子５８が形成される。その後、ゲート電極５７上の不要なエミッタ材料を剥離層とともにエッチングによって除去する。
【０００７】
一方、アノード基板５２を得るにあたっては、ベース基板６０上にＩＴＯ等のアノード電極６１を形成した後、蛍光体材料の塗布によって蛍光体層６２を形成する。また、こうして得られたカソード基板５１とアノード基板５２とを、例えば０．２〜１．０ｍｍのギャップで真空状態に封止する。以上の製造プロセスでは、電子放出素子５８とゲート電極５７との間の距離がサブミクロンレベルに制御されることから、それらの間に数十ボルトの電圧を印加することにより、電子放出素子５８の先端部に電界を集中させ、これに伴うトンネル効果によって電子放出素子５８から真空中に電子を放出させることができる。その際、抵抗層５５は、例えば電子放出素子５８への放電電流が大きくなった場合に、抵抗による電圧降下の増大によって電子放出素子５８に作用する実効電圧を減少させ、逆に放電電流が小さくなった場合は電子放出素子５８に作用する実効電圧を増加させることにより、放電電流を安定化させる役目を果たす。
【０００８】
ところで近年においては、電界放出型カソードの構成として、非常に鋭利な先端が無数に得られるカーボンナノチューブを用いたエミッタ構造が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。一般にカーボンナノチューブは高いアスペクト比を有し、かつ先端の曲率半径が小さく、高密度形成が可能であるため、高い発光効率を実現する電子放出源として注目されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１６７６９２号公報（段落００３８，第５図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
エミッタ材料となるカーボンナノチューブは、単体では非常に微細な針状（糸状）物質であるため、これを１本ずつ分離して取り扱うことができない。したがって、通常は多量のカーボンナノチューブを粉末の状態で取り扱うことになる。その場合、カーボンナノチューブは互いに凝集した状態となるため、これを用いてエミッタ構造を実現するには、何らかの方法でカーボンナノチューブを分散させる必要がある。そこで、カーボンナノチューブの粉末を有機溶媒等の分散液に混ぜて塗布材料を生成し、この塗布材料をカソード電極上に塗布することでエミッタ層を形成する方法が提案されている。
【００１１】
しかしながら、いずれの方法で塗布材料を塗布する場合でも、図１４（Ａ）のようにカソード電極７１上に塗布材料７２を塗布した後に、乾燥又は紫外線照射などで塗布材料７２を揮発，硬化させなければならず、それまでの間に図１４（Ｂ）のように塗布材料７２中のカーボンナノチューブ７３が表面張力等の影響で再び凝集してしまう。その結果、塗布材料７２の塗布領域では、凝集によってカーボンナノチューブ７３が密に配置される部分と疎に配置される部分が生じるなど、カーボンナノチューブ７３の分布にバラツキがでる。また、カーボンナノチューブ７３が密に配置された部分は、疎に配置された部分よりも厚くなり、その分だけカーボンナノチューブの高さ寸法が高くなる。ちなみに、カーボンナノチューブの高さ寸法とは、カソード基板の厚み方向で、カソード電極の表面をゼロ基準としたときに、カーボンナノチューブの先端部までの垂直距離をいう。
【００１２】
上述のように塗布材料の塗布領域でカーボンナノチューブの分布にバラツキが生じると、塗布後の工程で、カソード電極とゲート電極との交差部に複数のゲートホールを形成したときに、各々のゲートホールでカーボンナノチューブの密度や高さ寸法にバラツキが生じる。そうすると、実際にゲート電極にゲート電圧を印加して電子を放出させようとした場合に、カーボンナノチューブの密度や高さ寸法が高い部分ほど電界が集中して電子の放出が顕著になる。そのため、各々のゲートホールからの電子放出量にバラツキが生じる。その結果、赤，緑，青のいずれか１色に対応する１つのピクセル内や、１つのピクセルを細分化したサブピクセル内で、発光の点在やムラが発生してしまう。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、カソード基板から効率良く均一に電子を放出させることができる表示装置の製造方法とこれによって得られる表示装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る表示装置の製造方法は、基板上にカソード電極を形成する第１の工程と、カソード電極上に液状材料を吸収可能な吸収層を形成する第２の工程と、複数の炭素系針状物質を分散液に混合して得られる塗布材料を吸収層の上に塗布することにより、複数の炭素系針状物質を含むエミッタ層を形成する第３の工程とを有するものである。
【００１５】
この表示装置の製造方法においては、複数の炭素系針状物質を分散液に混合して得られる塗布材料を吸収層の上に塗布した際に、分散液が吸収層に吸収されることで炭素系針状物質の凝集が防止される。
【００１６】
本発明に係る表示装置は、基板上に形成されたカソード電極と、このカソード電極上に形成されかつ液状材料を吸収可能な吸収層と、複数の炭素系針状物質を用いて吸収層上に形成されたエミッタ層とを備えるものである。
【００１７】
この表示装置においては、その製造工程で複数の炭素系針状物質を分散液に混合し、これによって得られる塗布材料を吸収層の上に塗布してエミッタ層を形成する際に、分散液が吸収層に吸収されることで炭素系針状物質の凝集が防止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明が適用される表示装置の一例としてＦＥＤの表示パネルの構成を示す断面図であり、図２はその表示パネルの構成を示す斜視図である。図１及び図２においては、平板状のカソード基板１と、同じく平板状のアノード基板２とを所定の間隙を介して対向状態に配置するとともに、それら２つの基板１，２の間に枠体３を介装して一体的に組み付けることにより、画像表示のための一つのパネル構体（表示パネル）が構成されている。
【００２０】
カソード基板１上には複数の電子放出部が形成されている。これら複数の電子放出部は、カソード基板１の有効領域（実際に表示部分として機能する領域）に２次元マトリックス状に多数形成されている。各々の電子放出部は、カソード基板１のベースとなる絶縁性の支持基板（例えば、ガラス基板）４と、この支持基板４上に積層状態で順に形成されたカソード電極５、絶縁層６及びゲート電極７と、ゲート電極７及び絶縁層６に形成されたゲートホール８と、このゲートホール８の底部に形成された電子放出素子部９とによって構成されている。
【００２１】
カソード電極５は、複数のカソードラインを形成するようにストライプ状に形成されている。ゲート電極７は、各々のカソードラインと交差（直交）する複数のゲートラインを形成するようにストライプ状に形成されている。ゲートホール８は、ゲート電極７に形成された第１の開口部８Ａと、この第１の開口部８Ａに連通する状態で絶縁層６に形成された第２の開口部８Ｂとから構成されている。このゲートホール８は、カソード電極５とゲート電極７との交差部に複数形成されている。
【００２２】
電子放出素子部９は、主としてエミッタ材料とバインダ材料（マトリックス）とを含むエミッタ層１０によって形成されている。エミッタ層１０の表面には、エミッタ材料となる複数の炭素系針状物質１１が突出した状態に配置されている。炭素系針状物質１１としては、非常に先鋭なエッジを有するカーボンナノチューブを用いることが望ましい。カーボンナノチューブは、グラフェンシートを丸めた１層又は多層の円筒状をなすもので、直径が０．７〜５０ｎｍ程度で長さが数μｍの高いアスペクト比をもつ材料である。ただし、エミッタ材料として利用可能な微細な針状構造（繊維構造を含む）を有する物質であれば、カーボンナノチューブ以外のものを炭素系針状物質１１として用いてもよい。
【００２３】
一方、アノード基板２は、ベースとなる透明基板１２と、この透明基板１２上に形成された蛍光体層１３及びブラックマトリックス１４と、これら蛍光体層１３及びブラックマトリックス１４を覆う状態で透明基板１２上に形成されたアノード電極１５とを備えて構成されている。蛍光体層１３は、赤色発光用の蛍光体層１３Ｒと、緑色発光用の蛍光体層１３Ｇと、青色発光用の蛍光体層１３Ｂとから構成されている。ブラックマトリックス１４は、各色発光用の蛍光体層１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの間に形成されている。アノード電極１５は、カソード基板１の電子放出素子と対向するように、アノード基板２の有効領域の全域に積層状態で形成されている。
【００２４】
これらのカソード基板１とアノード基板２とは、それぞれの外周部（周縁部）で枠体３を介して接合されている。また、カソード基板１の無効領域（有効領域の外側の領域で、実際に表示部分として機能しない領域）には真空排気用の貫通孔１６が設けられている。貫通孔１６には、真空排気後に封じ切られるチップ管１７が接続されている。ただし、図１は表示装置の組み立て完了状態を示しているため、チップ管１７は既に封じ切られた状態となっている。また、図１及び図２においては、各々の基板１，２間のギャップ部分に介装される耐圧用の支持体（スペーサ）の表示を省略している。
【００２５】
上記構成のパネル構造を有する表示装置においては、カソード電極５に相対的な負電圧がカソード電極制御回路１８から印加され、ゲート電極７には相対的な正電圧がゲート電極制御回路１９から印加され、アノード電極１５にはゲート電極７よりも更に高い正電圧がアノード電極制御回路２０から印加される。かかる表示装置において、実際に画像の表示を行う場合は、例えば、カソード電極５にカソード電極制御回路１８から走査信号を入力し、ゲート電極７にゲート電極制御回路１９からビデオ信号を入力する。あるいは又、カソード電極５にカソード電極制御回路１８からビデオ信号を入力し、ゲート電極７にゲート電極制御回路１９から走査信号を入力する。
【００２６】
これにより、カソード電極５とゲート電極７との間に電圧が印加され、これによって電子放出素子部９の先鋭部（炭素系針状物質１１の先端部）に電界が集中することにより、量子トンネル効果によって電子がエネルギー障壁を突き抜けて電子放出素子部９から真空中へと放出される。こうして放出された電子はアノード電極１５に引き付けられてアノード基板２側に移動し、透明基板１２上の蛍光体層１３（１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）に衝突する。その結果、蛍光体層１３が電子の衝突により励起されて発光するため、この発光位置を画素単位で制御することにより、表示パネル上に所望の画像を表示することができる。
【００２７】
図３は本発明の実施形態に係る表示パネルの主要部を示す断面図である。図３においては、カソード基板１のベースとなる支持基板４上に、カソード電極５、吸収層２１及びエミッタ層１０が順に積層されている。吸収層２１は、機能的（作用的）には、液状材料を吸収可能な層であり、これは複数の炭素系針状物質１１を分散液に混ぜて生成した塗布材料を用いてエミッタ層１０を形成する際に、カソード電極５上で分散液（液状材料）を垂直に吸収する作用をなす。また、吸収層２１は、構造的には、例えば微細な孔（又は空間）が規則的に又は不規則に多数設けられた多孔質構造を有するものである。なお、図１と図３では、アノード基板２の構成として蛍光体層１３とアノード電極１５の積層関係（上層、下層の関係）が反転しているが、本発明に係る表示装置は、どちらでもかまわない。
【００２８】
図４は本発明の実施形態に係る表示装置（ＦＥＤ）の製造方法として、特に、カソード基板１の製造プロセスを示すフローチャートである。
【００２９】
［カソード電極の形成工程；Ｓ１］
先ず、図５（Ａ）に示すように、支持基板４の表面に、例えば、クロム、タンタル、タングステン、モリブデン、アルミニウム等の金属のように電気的に抵抗値（抵抗率）の低い材料を用いて、カソード電極５を形成する。具体的には、ペースト状にした電極材料を、例えば、印刷法、スピンコート法等によって支持基板４の全面に塗布（ベタ塗り）することにより、支持基板４上に均一な厚さでカソード電極５を形成する。
【００３０】
［吸収層の形成工程；Ｓ２］
次に、図５（Ｂ）に示すように、支持基板４のカソード電極５上に吸収層２１を形成する。この吸収層２１については、例えば図６（Ａ）に示すように、粒径が数ｎｍ程度の球状の微粒子をカソード電極５上に多数、高密度に積層することにより、多孔質に形成する。具体的には、多数の微粒子を分散液に混ぜて塗布材料を生成し、この塗布材料をディップ法、スプレー法、スピンコート法、印刷法等によってカソード電極５上に塗布することにより、吸収層２１を多孔質に形成する。この場合は、既存の技術を使って形状及び粒径の揃った微粒子を分散液に分散させ、これによって生成された塗布材料を上記塗布方法によって均一に塗布することができる。したがって、吸収層２１の層内では、各々の微粒子が均等に高密度に配列された状態が得られる。
【００３１】
吸収層２１の形成に用いられる微粒子の材料としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）などの導電性材料や、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの絶縁性材料を例示することができる。特に、吸収層２１を絶縁性材料を用いて形成した場合は、カソード電極５上で吸収層２１を抵抗層として機能させることができるため、より好ましいものとなる。吸収層２１が果たす抵抗層の機能とは、先の従来技術で挙げた抵抗層５５（図１２参照）が果たす機能と同様の機能をいう。吸収層２１の電気的な抵抗値としては、体積抵抗率で数Ｍ（メガ）Ωｃｍ〜数１０ＭΩｃｍ程度とするのが望ましい。また、吸収層２１の厚み寸法は、エミッタ層１０を形成する際の塗布材料の塗布厚にもよるが、概ね１０〜１００ｎｍの範囲内で設定することが望ましい。
【００３２】
［エミッタ層１０の形成工程；Ｓ３］
続いて、吸収層２１の上にエミッタ層１０を形成する。このエミッタ層１０については、先ほど形成した吸収層２１の上に複数（多数）の炭素系針状物質１１を用いて形成する。エミッタ層１０の形成は、複数の炭素系針状物質１１を分散液に混合して得られる液状の塗布材料を、上記吸収層２１を覆う状態で支持基板４の全域に塗布することにより行う。炭素系針状物質１１としてカーボンナノチューブを用いる場合は、複数（多数）のカーボンナノチューブの粉末を、例えばＩＴＯ溶液等の有機溶媒からなる分散液に混合して液状の塗布材料を生成し、この塗布材料をディップ法、スプレー法、スピンコート法等によって支持基板４の全面に均一に塗布した後、塗布材料（塗布膜）を焼成することにより、複数の炭素系針状物質１１を含むエミッタ層１０を形成する。
【００３３】
ここで、エミッタ層１０の形成に際しては、その元になる塗布材料を図６（Ｂ）のように塗布したときに、塗布材料中の分散液が多孔質の吸収層２１に素早く吸収される。つまり、吸収層２１の上に塗布材料を塗布すると、その瞬間に塗布材料中の分散液が吸収層２１に浸透する。特に、多数の微粒子を積層して吸収層２１を形成した場合は、各々の微粒子間に微小な空間が形成され、かつこれらの微小空間が無数に設けられた状態となるため、塗布材料中の分散液を吸収層２１で効率良く短時間で吸収することが可能となる。
【００３４】
また、吸収層２１の上に塗布材料を塗布した際の塗布厚は、吸収層２１による分散液の吸収（浸透）作用により、図６（Ｃ）に示すように塗布の瞬間に比べて薄くなるものの、塗布材料に含まれる各々の炭素系針状物質１１は、互いに水平方向（支持基板４の面方向）に凝集することなく、塗布位置にとどまる。つまり、吸収層２１による分散液の吸収によって炭素系針状物質１１の凝集が防止される。したがって、エミッタ層１０の層内では、複数の炭素系針状物質１１が均一に分散した状態となる。その結果、塗布材料の塗布領域全体にわたってエミッタ層１０の厚みが均等になる。
【００３５】
［第１のパターニング工程；Ｓ４］
続いて、図５（Ｃ）に示すように、カソード電極５、吸収層２１及びエミッタ層１０をストライプ状にパターニングする。具体的には、エミッタ層１０の上にフォトリスグラフィ技術によってレジストマスクを形成し、このレジストマスクを通してエミッタ層１０、吸収層２１及びカソード電極５を順にエッチングすることにより、これらをストライプ状に成形する。なお、ここではカソード電極５、吸収層２１及びエミッタ層１０を本工程でまとめてストライプ状にパターニングするものとしたが、これ以外にも、それぞれの形成工程で個別にパターニングすることも可能である。
【００３６】
［絶縁層の形成工程；Ｓ５］
次に、図７（Ａ）に示すように、ストライプ状とされたエミッタ層１０を覆う状態で支持基板４の全面に絶縁層６を形成する。このとき、必要に応じて絶縁層６の表面を平坦化する。絶縁層６を構成する材料としては、ＳｉＯ２などのように電気的に高い絶縁性を有する材料であれば、どのような材料を用いてもよい。絶縁層６は支持基板４の上面を全体的に覆うように層状に形成される。絶縁層６の成膜方法としては、例えば、スピンコート法、印刷法、スパッタ法、蒸着法などを用いることができる。
【００３７】
［ゲート電極の形成工程；Ｓ６］
次いで、図７（Ｂ）に示すように、上述のように積層した支持基板４の絶縁層６上にゲート電極７を形成する。ゲート電極７を構成する電極材料としては、例えば、クロム、タンタル、タングステン、モリブデン等の金属のように電気的に抵抗値の低い材料であれば、どのような材料を用いてもよい。このゲート電極７は、上記電極材料を支持基板４上の全面に成膜することにより形成する。
【００３８】
［第２のパターニング工程；Ｓ７］
続いて、図７（Ｃ）に示すように、ゲート電極７をストライプ状にパターニングする。具体的には、ゲート電極７の上にフォトリスグラフィ技術によってレジストマスクを形成し、このレジストマスクを通してゲート電極７をエッチングすることにより、これをストライプ状に成形する。このとき、先に形成したカソード電極５のストライプパターン（カソードライン）とほぼ直交するように、ゲート電極７のストライプパターン（ゲートライン）を形成する。
【００３９】
［ゲートホールの形成工程；Ｓ８］
その後、図８（Ａ）に示すように、ストライプ状としたゲート電極７上で、カソード電極５との交差部にそれぞれゲートホール８を形成する。ゲートホール８の形成は、図示しないエッチングマスクを用いてゲート電極７に第１の開口部８Ａ（図１参照）を形成した後、このゲート電極７をエッチングマスクに用いて絶縁層６に第２の開口部８Ｂ（図１参照）を形成することにより行う。このようにゲートホール８を形成することにより、図８（Ｂ）に示すように、ゲートホール８の底部でエミッタ層１０を露出させる。
【００４０】
［配向処理工程；Ｓ９］
最後は、上述のように露出させたエミッタ層１０の表面で各々の炭素系針状物質１１がほぼ垂直に起立するように、炭素系針状物質１１の配向処理を行う。具体的には、例えば支持基板４上で図示しない粘着テープをゲート電極７の上から貼り付けた後、この粘着テープを引き剥がすことにより、支持基板４に対して炭素系針状物質１１をほぼ垂直に配向させる。炭素系針状物質１１を配向させる際の方向は、支持基板４の面方向に対してほぼ垂直な方向とする。このとき、エミッタ層１０の表面には多数の炭素系針状物質１１が露出しているため、粘着テープの貼り付け及び引き剥がしを行うことにより、多数の炭素系針状物質１１を垂直に配向させることができる。
【００４１】
なお、炭素系針状物質１１の配向処理方法としては、上述した粘着テープの貼り付け及び引き剥がしによる方法以外にも、例えば、カソード電極５とゲート電極７との間に電界を加えることにより、カソード電極５と炭素系針状物質１１を同じ極性で帯電させ、これに伴う反発力により各々の炭素系針状物質１１を互いに分離した状態で垂直に配向させることも可能である。
【００４２】
また、エミッタ層１０の形成については、上述のように吸収層２１の形成後でかつ絶縁層６の形成前にエミッタ層１０を形成する場合以外にも、絶縁層６及びゲート電極７にゲートホール８を形成した後で、ゲートホール８内にエミッタ層１０を形成することも可能である。
【００４３】
以上の工程にしたがってカソード基板１を製造し、このカソード基板１と別途製造したアノード基板２とを用いてＦＥＤの表示パネルを組み立てることにより、カソード基板１のエミッタ層１０内で炭素系針状物質１１が均一に配置された状態となる。これにより、ゲート電極７上に開口した各々のゲートホール８の間で炭素系針状物質１１の密度や高さ寸法が均一化される。そのため、各々のゲートホール８内の炭素系針状物質１１に均一に電界を集中させることができる。その結果、カソード基板１から効率良く均一に電子を放出させることができる。よって、ＦＥＤの発光効率と発光均一性を向上させることが可能となる。
【００４４】
実際に、吸収層２１の有無によるエミッタ層１０の構造的な違いを調べてみたところ、次のような結果が得られた。先ず、吸収層２１はシリカの球状微粒子を用いて形成した。また、炭素系針状物質１１にはカーボンナノチューブを用いた。そうしたところ、カソード電極５上に直接、塗布材料を塗布してエミッタ層１０を形成した場合は、炭素系針状物質１１が互いに凝集した影響により、図９（Ａ）に示すようにエミッタ層１０内で高さが高い部分と低い部分が細かく散在し、厚みによる高低のバラツキが大きくなった。そのため、ゲート電極７の形成後にゲートホール８を形成した段階では、図９（Ｂ）に示すように、各々のゲートホール８間でエミッタ層１０の高低のバラツキが大きくなった。
【００４５】
これに対して、カソード電極５上に吸収層２１を形成し、この上に塗布材料を塗布してエミッタ層１０を形成した場合は、図１０（Ａ）に示すようにエミッタ層１０内で若干高さの違いが生じたものの、全体的には高低の分布がなだらかになって高低のバラツキが小さくなった。そのため、ゲート電極７の形成後にゲートホール８を形成した段階では、図１０（Ｂ）に示すように、各々のゲートホール８間でエミッタ層１０の高低のバラツキが小さくなった。
【００４６】
以上のことから、吸収層２１が無しの場合は、図１１（Ａ）に示すように、カソード電極５上でエミッタ層１０に含まれる炭素系針状物質１１の高さ分布が不均一になる。そのため、炭素系針状物質１１の高さ分布に応じて発光強度が不均一なものとなる。また、吸収層２１が有りの場合は、図１１（Ｂ）に示すように、カソード電極５上でエミッタ層１０に含まれる炭素系針状物質１１の高さ分布が均一になる。
【００４７】
なお、上記実施形態においては、微粒子の積層によって吸収層２１を多孔質に形成するものとしたが、本発明はこれに限らず、周知の微細加工技術によって多孔質の吸収層２１を得るものであってもよい。具体的には、カソード電極５上に所定の厚さでアルミニウムを成膜し、その表面を陽極酸化膜処理によって酸化することにより、微細な孔を有する多孔質構造の吸収層２１を形成することができる。また、カソード電極５をアルミニウムで形成する場合は、その表面を陽極酸化膜処理するだけで吸収層２１を形成することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カソード電極上に吸収層を介してエミッタ層を形成することにより、複数の炭素系針状物質を分散液に混合して得られる塗布材料を吸収層の上に塗布してエミッタ層を形成する際に、吸収層への分散液の吸収によって炭素系針状物質の凝集を防止することができる。これにより、カソード基板上でゲート電極に複数のゲートホールを形成した場合に、各々のゲートホール内の炭素系針状物質に均一に電界を集中させることができる。したがって、カソード基板から効率良く均一に電子を放出させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される表示装置の一例としてＦＥＤの表示パネルの構成を示す断面図である。
【図２】本発明が適用される表示装置の一例としてＦＥＤの表示パネルの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る表示パネルの主要部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る表示装置の製造工程図（その１）である。
【図６】エミッタ層の形成工程の詳細図である。
【図７】本発明の実施形態に係る表示装置の製造工程図（その２）である。
【図８】本発明の実施形態に係る表示装置の製造工程図（その３）である。
【図９】従来の製造方法を適用した場合のエミッタ層の高低分布図である。
【図１０】本発明の製造方法を適用した場合のエミッタ層の高低分布図である。
【図１１】エミッタ層の形成状態と発光強度分布の関係を説明する図である。
【図１２】従来の表示装置の主要部の構成例を示す概略断面図である。
【図１３】従来の表示装置の主要部の構成例を示す概略斜視図である。
【図１４】エミッタ層の形成時に発生する不具合を説明する図である。
【符号の説明】
１…カソード基板、４…支持基板、５…カソード電極、１０…エミッタ層、１１…炭素系針状物質、２１…吸収層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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